CN114123618A - 具有电绝缘歧管的电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有电绝缘歧管的电机。在一个示例性方面，电机包括非导电歧管。歧管限定可操作成接收冷却流体的室。电机包括与室处于流体连通的初级绕组和与初级绕组处于电气连通中并且与室处于流体连通的一个或多个次级绕组。而且，电机包括延伸通过非导电歧管并且与初级绕组联接的电机端子。电机端子可从歧管的室提供或收集冷却流体，并且可充当用于将电功率指引到电机的绕组或从电机的绕组指引电功率的电连接点。尽管每个绕组接收在歧管处提供或收集的冷却流体，非导电歧管还是使电机的绕组电脱离。

Description

具有电绝缘歧管的电机

技术领域

本主题大体上涉及电机，并且更特别地涉及具有冷却系统的电机。

背景技术

许多电机(诸如，高密度电动马达)包括用以管理热约束的主动冷却回路。由于这些机器中的生成热的性质的原因，冷却回路频繁地接近电机中的载流元件或与其集成。一些电机包括用以将冷却流体分配到冷却回路的入口歧管和用以收集已穿过冷却回路的冷却流体的出口歧管。常规地，这样的歧管已由诸如铝之类的导电材料制作。导电歧管提出对于电机的某些挑战。例如，在传导歧管中的一个处接收的冷却流体可引起歧管充当公共电气点，这可能导致电机的载流元件之间的电气短路。因此，电隔离器典型地被要求电隔离冷却回路。电隔离器可给电机增加重量和复杂性，并且可能要求载流元件具有延长的长度，这可能导致电损失。

因此，解决上文中的挑战中的一个或多个的电机将是有用的。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中得到部分阐述，或从描述中可为显然的，或可通过实践本发明而了解。

在一个方面，提供了一种电机。该电机包括限定室的非导电歧管。电机还包括：初级绕组(prime windings)，其与非导电歧管的室处于流体连通；以及一个或多个次级绕组，其与初级绕组处于电气连通中，并且与非导电歧管的室处于流体连通。而且，电机包括电机端子，电机端子延伸通过非导电歧管，并且与初级绕组联接。

在另一方面，提供了一种电机。该电机包括限定室的非导电歧管、端子端口以及多个绕组端口。而且，电机包括初级绕组和连接到多个绕组端口中的相应的绕组端口的一个或多个次级绕组，一个或多个次级绕组与初级绕组处于电气连通中，并且与室处于流体连通。此外，电机包括延伸通过多个绕组端口中的一个以及端子端口、室的电机端子，电机端子连接到初级绕组，并且与初级绕组处于电气连通中，并且可操作成接收冷却流体。

在又一方面，提供了一种电机。该电机包括：非导电歧管，其限定室；流体端子端口，冷却流体通过其进入室；电端子端口；以及多个绕组端口。而且，电机包括初级绕组和连接到多个绕组端口中的相应的绕组端口的一个或多个次级绕组，一个或多个次级绕组与初级绕组处于电气连通中，并且与室处于流体连通。另外，电机包括延伸通过电端子端口、室、以及多个绕组端口中的一个的电机端子，电机端子连接到初级绕组，并且与初级绕组处于电气连通中。

参考以下描述和所附权利要求书，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。并入本说明书中并构成其部分的附图图示了本发明的实施例，并与描述一起用来解释本发明的原理。

技术方案1. 一种电机，包括：

非导电歧管，其限定室；

初级绕组，其与所述非导电歧管的所述室处于流体连通；

一个或多个次级绕组，其与所述初级绕组处于电气连通中，并且与所述非导电歧管的所述室处于流体连通；以及

电机端子，其延伸通过所述非导电歧管，并且与所述初级绕组联接。

技术方案2. 根据任意前述技术方案所述的电机，其中，所述非导电歧管限定端子端口和多个绕组端口，并且其中，所述电机端子延伸通过所述端子端口、所述室以及所述多个绕组端口中的一个。

技术方案3. 根据任意前述技术方案所述的电机，其中，所述一个或多个次级绕组在所述多个绕组端口中的相应的绕组端口处连接到所述非导电歧管。

技术方案4. 根据任意前述技术方案所述的电机，其中，所述电机端子限定一个或多个开口，冷却流体通过所述一个或多个开口在所述电机端子与所述非导电歧管的所述室之间流动。

技术方案5. 根据任意前述技术方案所述的电机，其中，所述电机端子与所述初级绕组配合。

技术方案6. 根据任意前述技术方案所述的电机，其中，所述电机端子与功率源处于电气连通中，所述电机端子可操作成将从所述功率源接收的电功率运载到所述初级绕组。

技术方案7. 根据任意前述技术方案所述的电机，其中，所述电机端子可操作成将沿着封闭环路流动的冷却流体运载到所述初级绕组和所述非导电歧管的所述室。

技术方案8. 根据任意前述技术方案所述的电机，进一步包括：

轴，其可围绕旋转轴线旋转；

转子，其可与所述轴一致地围绕所述旋转轴线旋转；以及

定子，并且，

其中，所述初级绕组和所述一个或多个次级绕组是所述定子的绕组。

技术方案9. 根据任意前述技术方案所述的电机，进一步包括：

轴，其可围绕旋转轴线旋转；

转子，其可与所述轴一致地围绕所述旋转轴线旋转；以及

定子，并且，

其中，所述初级绕组和所述一个或多个次级绕组是所述转子的绕组。

技术方案10. 根据任意前述技术方案所述的电机，其中，所述非导电歧管是入口歧管。

技术方案11. 根据任意前述技术方案所述的电机，其中，所述非导电歧管是出口歧管。

技术方案12. 一种电机，包括：

非导电歧管，其限定室、端子端口以及多个绕组端口；

初级绕组；

一个或多个次级绕组，其连接到所述多个绕组端口中的相应的绕组端口，所述一个或多个次级绕组与所述初级绕组处于电气连通中，并且与所述室处于流体连通；以及

电机端子，其延伸通过所述端子端口、所述室以及所述多个绕组端口中的一个，所述电机端子连接到所述初级绕组，并且与所述初级绕组处于电气连通中，并且可操作成接收冷却流体。

技术方案13. 根据任意前述技术方案所述的电机，其中，所述非导电歧管具有第一壁和与所述第一壁隔开的第二壁，并且其中，所述端子端口由所述第一壁限定，并且，所述多个绕组端口由所述第二壁限定。

技术方案14. 根据任意前述技术方案所述的电机，其中，所述电机端子是中空管状部件。

技术方案15. 根据任意前述技术方案所述的电机，其中，冷却流体流过所述一个或多个次级绕组中的每个和所述初级绕组，并且其中，流过所述一个或多个次级绕组中的每个和所述初级绕组的所述冷却流体彼此电隔离。

技术方案16. 根据任意前述技术方案所述的电机，其中，所述非导电歧管由非导电复合材料形成。

技术方案17. 一种电机，包括：

非导电歧管，其限定室、流体端子端口、电端子端口以及多个绕组端口，冷却流体通过所述流体端子端口进入所述室；

初级绕组；

一个或多个次级绕组，其连接到所述多个绕组端口中的相应的绕组端口，所述一个或多个次级绕组与所述初级绕组处于电气连通中，并且与所述室处于流体连通；以及

电机端子，其延伸通过所述电端子端口、所述室以及所述多个绕组端口中的一个，所述电机端子连接到所述初级绕组，并且与所述初级绕组处于电气连通中。

技术方案18. 根据任意前述技术方案所述的电机，其中，所述非导电歧管具有第一壁和与所述第一壁隔开的第二壁，并且其中，所述流体端子端口和所述电端子端口由所述第一壁限定，并且，所述多个绕组端口由所述第二壁限定。

技术方案19. 根据任意前述技术方案所述的电机，其中，所述多个绕组端口包括初级绕组端口，并且其中，所述初级绕组端口和所述电端子端口彼此对准。

技术方案20. 根据任意前述技术方案所述的电机，其中，所述电机端子限定一个或多个开口，冷却流体通过所述一个或多个开口在所述电机端子与所述非导电歧管的所述室之间流动。

附图说明

在参考附图的说明书中阐述了本发明(包括其最佳模式)的针对本领域普通技术人员的完整且能够实现的公开，在附图中：

图1提供根据本公开的各种实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面视图；

图2提供根据本公开的示例性实施例的电机的示意图；

图3提供根据本公开的一个示例性实施例的电机的歧管的透视图；

图4提供图3的歧管的透视横截面视图；

图5提供图3的歧管的透视横截面视图，并且以截面描绘电机的次级绕组；

图6提供图3的歧管的透视横截面视图，并且以截面描绘电机的电机端子；

图7提供根据本公开的另一示例性实施例的电机的歧管的透视图；

图8提供根据本公开的示例性实施例的另一示例性歧管的近视透视横截面视图；以及

图9提供根据本公开的示例性实施例的又一示例性歧管的近视透视横截面视图。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的目前的实施例，其一个或多个示例在附图中图示。每个示例通过本发明的解释而非本发明的限制的方式提供。实际上，对于本领域技术人员将为明显的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中作出修改和变型。例如，作为一个实施例的部分图示或描述的特征可用于另一实施例上，以产生再一另外的实施例。因而，意图的是，本发明涵盖如归入所附权利要求书及其等同体的范围内的这样的修改和变型。

详述使用数字标示和字母标示来指代附图中的特征。附图和描述中的相同或类似的标示已用于指代本发明的相同或类似的部分，并且，完全相同的数字贯穿附图指示相同的元件。如本文中所使用的，用语“第一”、“第二”以及“第三”可以可互换地用于将构件彼此区分开，并且不旨在表明个别的构件的位置或相对重要性。用语“上游”和“下游”指代相对于流体途径中的流体流的相对方向。例如，“上游”指代流体流自的方向，并且，“下游”指代流体流至的方向。

本公开的方面涉及一种具有冷却系统的电机。在一个示例性方面，电机包括非导电歧管。歧管限定可操作成接收冷却流体的室。电机包括初级绕组和与初级绕组处于电气连通中的一个或多个次级绕组。次级绕组与室处于流体连通。以此方式，如果歧管是入口歧管，则在电机的操作期间，歧管可将冷却流体分配到次级绕组，以向其提供冷却。如果歧管是出口歧管，则歧管可收集离开次级绕组的冷却流体。而且，电机包括延伸通过非导电歧管的电机端子。电机端子由导电材料形成。电机端子与初级绕组处于电气连通中。电机端子还可与初级绕组处于流体连通。初级绕组也可与室处于流体连通。电机端子可向歧管的室提供冷却流体或从歧管的室收集冷却流体，并且可充当用于将电功率指引到电机的绕组或从电机的绕组指引的电连接点。电机端子可还向初级绕组提供冷却流体或从初级绕组收集冷却流体。尽管每个绕组接收在歧管处提供或收集的冷却流体，非导电歧管还是电脱离(decouple,有时称为脱耦)或隔离电机的绕组。电机可在诸如航空应用之类的任何适合的应用中实施。

图1提供如可将本公开的各种实施例并入的示例性涡轮机的示意性横截面视图。特别地，图1提供在本文中被称为“涡轮风扇10”的航空高旁通涡轮风扇发动机。图1的涡轮风扇10可安装到航空器(aerial vehicle)，诸如，固定机翼式飞行器，并且可产生用于航空器的推进的推力。为了进行参考，涡轮风扇10限定轴向方向A、径向方向R以及周向方向。此外，出于参考目的，涡轮风扇10限定沿着轴向方向A延伸的轴向中心线或纵向轴线12。大体上，轴向方向A与纵向轴线12平行地延伸，径向方向R沿与轴向方向A正交的方向从纵向轴线12向外延伸并且向内延伸到纵向轴线12，并且，周向方向围绕纵向轴线12延伸三百六十度(360°)。

涡轮风扇10包括核心燃气涡轮发动机14和定位于其上游的风扇区段16。核心发动机14包括限定环形核心入口20的管状外壳18。外壳18进一步包封并且支承用于使通过核心入口20进入核心发动机14的空气增压的增压器或低压压缩机22。高压多级轴向流式压缩机24从LP压缩机22接收经增压空气并且进一步增大空气的压力。经增压空气流向下游流动到燃烧器26，在燃烧器26中，燃料喷射到经增压空气流中并且被点火，以提高经增压空气的温度和能级。高能量燃烧产物从燃烧器26向下游流动到高压涡轮28，以便通过高压转轴30或第二可旋转构件驱动高压压缩机24。高能量燃烧产物然后流动到低压涡轮32，以便通过低压转轴34或第一可旋转构件驱动LP压缩机22和风扇区段16。在该示例性实施例中，LP转轴34与HP转轴30同轴。在驱动涡轮28和涡轮32中的每个之后，燃烧产物通过排气喷嘴36离开核心发动机14，以产生推进推力。

风扇区段16包括由环形风扇壳体40环绕的可旋转的轴向流式风扇转子38。风扇壳体40由核心发动机14通过多个基本上径向地延伸、周向地隔开的出口导向导叶42支承。以此方式，风扇壳体40包封风扇转子38和多个风扇叶片44。风扇壳体40的下游区段46在核心发动机14的外部部分上面延伸，以限定旁通通路48。如将在下文中进一步解释的，穿过旁通通路48的空气提供推进推力。在一些备选实施例中，LP转轴34可经由减速装置(诸如，处于间接驱动构造或齿轮式驱动构造的减速齿轮式齿轮箱)连接到风扇转子38。这样的减速装置可如所期望或要求的那样被包括在位于涡轮风扇10内的任何适合的轴/转轴之间。

在涡轮风扇10的操作期间，由箭头50表示的初始或进入的空气流通过由风扇壳体40限定的入口52进入涡轮风扇10。空气流50穿过风扇叶片44，并且划分成移动通过旁通通路48的第一空气流(由箭头54表示)和通过核心入口20进入LP压缩机22的第二空气流(由箭头56表示)。

第二空气流56的压力通过LP压缩机22逐渐增大，并且然后如由箭头58表示的那样进入HP压缩机24。所排放的经增压空气流向下游流动到燃烧器26，在燃烧器26中，燃料被引入，以生成燃烧气体或产物。燃烧产物60离开燃烧器26并且流过HP涡轮28。燃烧产物60然后流过LP涡轮32并且离开排气喷嘴36以产生推力。此外，如上文中指出的，进入的空气流50的部分流过旁通通路48，并且流过在风扇壳体40的下游区段46处限定于风扇壳体40与外壳18之间的离开喷嘴。以此方式，产生相当大的推进推力。

如在图1中进一步显示的，燃烧器26限定大体上与纵向中心线轴线12同轴的环形燃烧室62以及入口64和出口66。燃烧器26从高压压缩机排放出口69接收环形的经增压空气流。该压缩机排放空气(“CDP”空气)的部分流动到混合器(未显示)中。燃料从燃料喷嘴68喷射，以与空气混合，并且形成燃料-空气混合物，该燃料-空气混合物向燃烧室62提供以便燃烧。燃料-空气混合物的点火通过适合的点火器完成，并且，造成的燃烧气体60沿轴向方向A朝向环形第一级涡轮喷嘴72流动并且流动到环形第一级涡轮喷嘴72中。喷嘴72由环形流动通道限定，该环形流动通道包括多个径向地延伸、周向地隔开的喷嘴导叶74，喷嘴导叶74使气体转向，使得气体成角度地流动并且撞击于HP涡轮28的第一级涡轮叶片上。对于该实施例，HP涡轮28经由HP转轴30使HP压缩机24旋转，并且，LP涡轮32经由LP转轴34驱动LP压缩机22和风扇转子38。

值得注意的是，对于该实施例，涡轮风扇10是航空电混合推进机器。特别地，涡轮风扇10包括与其旋转构件可操作地联接的一个或多个电机。对于图1的所描绘的实施例，涡轮风扇10包括与LP转轴34操作性地联接的电机80。尽管电机80在LP转轴34的后端处与LP转轴34操作性地联接，电机80还是可在任何适合的位置处安装到LP转轴34。在一些实施例中，电机80可为可操作成例如在发动机爆发(burst)期间驱动或用马达驱动LP转轴34的电动马达。在其它实施例中，电机80可为可操作成使机械能转换成电能的电动发电机。以此方式，由电机80生成的电功率可被指引到各种发动机和/或飞行器系统。在一些实施例中，电机80可起到具有双重功能性的马达/发电机的作用。在一些实施例中，一个或多个电机可与HP转轴30操作性地联接，并且可为马达、发电机和/或组合式马达/发电机。在其它实施例中，一个或多个电机可与涡轮风扇10的其它旋转构件操作性地联接，并且可为马达、发电机和/或组合式马达/发电机。

尽管涡轮风扇10已在图1中描述并且图示为表示示例性混合涡轮机，本公开的主题还是可应用于其它适合的类型的多转轴涡轮机或与其一起并入。例如，本公开的主题可应用于诸如蒸汽涡轮发动机和其它燃气涡轮发动机之类的其它适合的涡轮发动机或与其一起并入。示例性燃气涡轮发动机可包括但不限于涡轮喷气发动机、涡轮螺桨发动机、涡轮轴发动机、航改型发动机(aeroderivative)、辅助动力单元等等。而且，本公开中所描述的电机及其特征可应用于处于航空应用之外的其它适合的应用或并入于其中。实际上，本文中所描述的电机和发明性特征可应用于其中具有冷却特征的电机适用的任何适合的应用或工业中或并入到其中。

图2提供根据本公开的示例性实施例的电机100的示意图。为了进行参考，电机100限定轴向方向A、径向方向R以及周向方向C。如所描绘的，电机100包括壳体110或机壳。电机100还包括包覆于壳体110内的转子112和定子114。转子112与轴116操作性地联接。轴116可由壳体110经由一个或多个轴承(未显示)支承。轴116可为任何适合的轴，例如，航空燃气涡轮发动机的驱动轴、低压轴或高压轴(图1)等等。轴116可围绕旋转轴线AX旋转。转子112可与轴116一致地围绕旋转轴线AX旋转。定子114相对于转子112和轴116固定。

转子112和定子114各自包括多个载流元件，例如，绕组或线圈。特别地，转子112包括初级绕组120和与初级绕组120处于电气连通中的一个或多个次级绕组122。一个或多个次级绕组122可串联地电连接到初级绕组120。值得注意的是，电机100的转子112包括至少一个初级绕组和与所述至少一个初级绕组处于电气连通中的一个或多个相关联的次级绕组。在图2的所描绘的实施例中，例如，电机100的转子112包括单个初级绕组和四个相关联的次级绕组。在一些实施例中，转子112可包括多个初级绕组，所述多个初级绕组各自具有与其处于电气连通中的相关联的一个或多个次级绕组。

例如，在一个示例性实施例中，电机100可为三相电机。在这样的实施例中，电机100可包括第一初级绕组和与第一初级绕组处于电气连通中的一个或多个次级绕组，第二初级绕组和与第二初级绕组处于电气连通中的一个或多个次级绕组以及第三初级绕组和与第三初级绕组处于电气连通中的一个或多个次级绕组。在另一示例性实施例中，电机100可为六相电机。在这样的实施例中，电机100可包括第一初级绕组、第二初级绕组、第三初级绕组、第四初级绕组、第五初级绕组以及第六初级绕组。六个初级绕组中的每个可包括一个或多个次级绕组，所述一个或多个次级绕组与其相应的初级绕组处于电气连通中。初级绕组可串联地电连接到其相关联的一个或多个次级绕组。例如，成组的绕组(其中，成组的绕组指代为初级绕组及其相关联的一个或多个次级绕组)可并联地电连接到彼此。

如转子112那样，定子114包括初级绕组124和与初级绕组124处于电气连通中的一个或多个次级绕组126。一个或多个次级绕组126可串联地电连接到初级绕组124。值得注意的是，电机100的定子114包括至少一个初级绕组和与所述至少一个初级绕组处于电气连通中的一个或多个相关联的次级绕组。在图2的所描绘的实施例中，例如，电机100的定子114包括单个初级绕组和四个相关联的次级绕组。

在一些实施例中，转子112可包括多个初级绕组，所述多个初级绕组各自具有与其处于电气连通中的相关联的一个或多个次级绕组。例如，作为一个示例，在其中电机100是三相电机的实施例中，定子114可具有各自具有相关联的一个或多个次级绕组的三个初级绕组。作为另一示例，在其中电机100是六相电机的实施例中，定子114可具有各自具有相关联的一个或多个次级绕组的六个初级绕组。定子114的初级绕组可串联地电连接到其相关联的一个或多个次级绕组。例如，成组的绕组(其中，成组的绕组指代为初级绕组及其相关联的一个或多个次级绕组)可并联地电连接到彼此。

如将意识到的，在电机100起到发电机的作用时，转子112的线圈或绕组120、122相对于定子114的线圈或绕组124、126的移动引起生成电功率。在电机100起到马达的作用时，转子112的线圈或绕组120、122相对于定子114的线圈或绕组124、126的移动引起在轴116上的所施加的转矩或力，由此引起轴116围绕旋转轴线AX旋转。

如在图2中进一步显示的，电机100包括冷却系统130。大体上，冷却系统130可操作成使电机100的绕组冷却。电机100的冷却系统130包括冷却环路132，冷却剂或冷却流体沿着冷却环路132流动。冷却流体可为任何适合的介电流体或具有高电阻率的流体。作为一个示例，冷却流体可为油。此外，对于该实施例，冷却环路132是封闭环路，并且因而，电机100的冷却系统130是密封系统。泵134沿着冷却环路132定位，以使冷却流体沿着冷却环路132移动。

定子入口歧管150沿着冷却环路132定位。定子入口歧管150为非导电歧管。换而言之，定子入口歧管150为非电传导的歧管。在泵134的下游流动的冷却流体由定子入口歧管150接收，并且，定子入口歧管150将冷却流体分配到使定子114的绕组124、126冷却的多个冷却回路154。对于该实施例，冷却回路154与绕组124、126集成。特别地，绕组124、126是中空的，并且，冷却流体被指引通过中空绕组，以向其提供冷却。冷却流体离开冷却回路154，并且由沿着冷却环路132定位的定子出口歧管152收集。类似于定子入口歧管150，定子出口歧管152为非导电歧管。即，定子出口歧管152为非电传导的歧管。

对于该实施例，转子入口歧管140沿着冷却环路132定位。转子入口歧管140为非导电歧管。换而言之，转子入口歧管140为非电传导的歧管。在泵134的下游流动的冷却流体由转子入口歧管140接收，并且，转子入口歧管140将冷却流体分配到使转子112的绕组120、122冷却的多个冷却回路144。对于该实施例，冷却回路144与绕组120、122集成。特别地，绕组120、122是中空的，并且，冷却流体被指引通过中空绕组，以向其提供冷却。冷却流体离开冷却回路144，并且由沿着冷却环路132定位的转子出口歧管142收集。类似于转子入口歧管140，转子出口歧管142为非导电歧管。即，转子出口歧管142为非电传导的歧管。

可选地，离开定子出口歧管152和转子出口歧管142的冷却流体可穿过沿着冷却环路132定位的换热器136。以此方式，冷却流体可在通过泵134来沿着冷却环路132再循环之前被冷却。换热器136可为任何适合的类型的换热器136，诸如，空气冷却式换热器或液体冷却式换热器。

尽管电机100已在图2中描述并且图示为具有特定构造，还是将意识到，本公开的发明性方面可适用于具有备选的构造或冷却系统的电机。例如，在一些备选实施例中，定子入口歧管150和转子入口歧管140可被组合或集成为单个入口歧管。类似地、另外或备选地，定子出口歧管152和转子出口歧管142可被组合或集成为单个出口歧管。而且，定子114和/或转子112可具有不同构造或可以以与图2中所图示的方式不同的方式布置。

图3至图6提供根据本公开的一个示例性实施例的用于电机的非导电歧管200的各种视图。特别地，图3提供非导电歧管的透视图。图4提供非导电歧管200的透视横截面视图。图5提供非导电歧管200的透视横截面视图，并且以截面描绘次级绕组。图6提供非导电歧管200的另一透视横截面视图。图2的歧管140、142、150、152中的任何可以以与图3至图6的非导电歧管200相同或类似的方式构造。非导电歧管200可由任何适合的非导电材料形成。作为一个示例，非导电歧管200可由非导电复合材料形成。作为另一示例，非导电歧管200可由陶瓷材料形成。作为又一示例，非导电歧管200可由陶瓷复合材料形成。在一些实施例中，非导电歧管200由Torlon、G11材料、G10材料以及Acculam中的至少一种形成。

如在图3中最好地显示的，为了进行参考，歧管200限定第一方向D1。歧管200在第一端202与第二端204之间延伸。对于该实施例，歧管200具有弓形或香蕉状形状。在其它实施例中，歧管200可具有任何其它适合的形状，诸如，矩形立方体形状。如所描绘的，歧管200具有第一壁210和与第一壁210例如沿着第一方向D1隔开的第二壁212。侧壁214在第一壁210与第二壁212之间延伸，并且使第一壁210和第二壁212连接。第一端壁216使第一壁210、第二壁212以及侧壁214在歧管200的第一端202处连接。第二端壁218使第一壁210、第二壁212以及侧壁214在歧管200的第二端204处连接。歧管200限定室220，并且，更特别地，歧管200的壁210、212、214、216、218共同地限定室220。

而且，如在图3和图4中最好地显示的，歧管200限定端子端口230和一个或多个绕组端口232。更特别地，对于该实施例，端子端口230由第一壁210限定，并且，多个绕组端口232由第二壁212限定。端子端口230在位于歧管200的第一端202与第二端204之间的中间或大体上中间由第一壁210限定。因而，对于所描绘的实施例，端子端口230相对于歧管200的第一端202和第二端204定位于中心。如图4中所描绘的，第二壁212限定五个绕组端口232。绕组端口232的初级绕组端口232A与端子端口230对准。因而，初级绕组端口232A在位于歧管200的第一端202与第二端204之间的中间或大体上中间由第二壁212限定。如图4中所显示的，绕组端口232的两个次级绕组端口232B定位于初级绕组端口232A的每一侧上。

初级绕组240和一个或多个次级绕组242与歧管200联接。初级绕组240和次级绕组242是载流部件，其是中空的以便接收冷却流体。因而，对于该实施例，绕组240、242限定冷却回路。在歧管200和绕组240、242并入到的电机的操作期间，在绕组240、242内接收的冷却流体向绕组提供冷却。次级绕组242可与初级绕组240例如串联地处于电气连通中。

次级绕组242在相应的绕组端口232处连接到歧管200。特别地，次级绕组242在相应的次级绕组端口232B处连接到歧管200。次级绕组242各自与歧管200的室220处于流体连通。以此方式，如果歧管200是入口歧管，则冷却流体(例如，油)可从歧管200的室220流动到次级绕组242中，以向其提供冷却。如果歧管200是出口歧管，则冷却流体可从次级绕组242流动到歧管200的室220中。图5描绘从歧管200的室220流动到次级绕组242中的一个中的冷却流体。因而，在图5中，歧管200是入口歧管。将意识到，如果图5的歧管200是出口歧管，则冷却流体将沿相反方向流动，即，从次级绕组242流动到室220中。一个或多个密封元件可定位于每个次级绕组242与其相应的次级绕组端口232B之间的接口处。例如，如图5中所显示的，密封元件244定位于所描绘的次级绕组242与其相关联的次级绕组端口232B之间的接口处。这样的密封元件在其相关联的次级绕组端口232B处使次级绕组242相对于歧管200密封。

如图3、图4以及图6中所描绘的，电机端子250延伸通过非导电歧管200，并且与初级绕组240联接。更具体地，电机端子250延伸通过端子端口230，端子端口230由第一壁210、室220、以及多个绕组端口232中的一个(或更具体地，初级绕组端口232A)限定。对于该示例性实施例，电机端子250是中空管状部件，并且由导电材料(诸如，铜)形成。大体上，对于该实施例，电机端子250起到歧管并入到的电机的电连接点或端子的作用，并且起到导管的作用，该导管取决于歧管是入口歧管还是出口歧管而将冷却流体递送或运载到歧管200或从歧管200递送或运载冷却流体。

电机端子250在第一端252与第二端254之间例如沿着第一方向D1延伸。位于歧管200的在第一壁210附近的侧部上的第一端252与电气系统260电耦合。电气系统260可包括一个或多个功率源，例如，储能装置(诸如，电池、电容器等等)、电气装置(诸如，逆变器和转换器)以及其它装置。如图6中所显示的，系统端子262可使电气系统260与电机端子250电连接。在图6中，示意性地描绘系统端子262和电气系统260。作为一个示例，在其中并入有歧管200的电机充当马达时，电功率可从电气系统260的功率源被指引到系统端子262，并且，在系统端子262和电机端子250处于电气连通中时，电功率可被指引到电机。以此方式，电机端子250可与电气系统260的功率源处于电气连通中，并且可以可操作成将从功率源接收的电功率运载到与电机端子250电耦合的初级绕组240。作为另一示例，在其中并入有歧管200的电机充当发电机时，由电机生成的电功率可被指引到该电机端子250，并且，在电机端子250和系统端子262处于电气连通中时，所生成的电功率可被指引到电气系统260，例如，被指引到其一个或多个储能装置。

另外，电机端子250的第一端252与可提供或收集冷却流体的冷却剂系统流体地联接。例如，电机端子250的第一端252可与冷却环路(诸如，图2的冷却环路132)处于流体连通。如上文中指出的，对于该实施例，电机端子250是中空的。因而，电机端子250可接收冷却流体，并且，冷却流体可流过电机端子250或沿着电机端子250流动。

一方面，如果歧管200是入口歧管，则冷却流体(例如，油)可从冷却剂系统(例如，从冷却环路132)流动到电机端子250的第一端252中。在图6中，冷却流体显示为从冷却环路132进入电机端子250的第一端252。冷却流体可沿着电机端子250流动，并且，冷却流体的部分可流动到室220中。如在图4和图6中最好地显示的，电机端子250限定一个或多个开口256，例如，在歧管200是入口歧管时，冷却流体从电机端子250通过所述一个或多个开口256流动到歧管200的室220中。电机端子250的限定开口256的部分定位或接纳于歧管200的室220内。

对于该实施例，电机端子250限定多个开口256。开口256围绕电机端子250的周缘或周界以九十度(90°)彼此偏移。然而，其它开口间隔布置和/或构造是可能的。在一些实施例中，电机端子250限定至少四个开口。在其它实施例中，电机端子250限定例如以一百八十度(180°)彼此相反的至少两个开口。

另一方面，如果歧管200是出口歧管，则冷却流体可从歧管的室220流动到由电机端子250限定的开口256中，并且向下游流过电机端子250的位于其第一端252处的开口。冷却流体可流过位于电机端子250的第一端252处的开口，并且流动到冷却剂系统中，例如，流动到冷却环路132中。因此，将意识到，如果图6的歧管200是出口歧管，则冷却流体将沿相反方向流动，即，沿着第一方向D1朝向电机端子250的第一端252流动。

一个或多个密封元件可定位于端子端口230与电机端子250之间的接口处，并且，一个或多个密封元件可定位于初级绕组端口232A与电机端子250之间的接口处。例如，如图6中所显示的，密封元件246定位于端子端口230与电机端子250之间的接口处。而且，密封元件248定位于初级绕组端口232A与电机端子250之间的接口处。这样的密封元件使电机端子250相对于歧管200密封。

如图3、图4以及图6中所显示的，电机端子250与初级绕组240联接。对于该实施例，电机端子250与初级绕组240机械地、电气地并且流体地联接。特别地，电机端子250的第二端254(其位于歧管200在第二壁212附近的第二侧上)与初级绕组240机械地联接或连接到初级绕组240。电机端子250可以以任何适合的方式与初级绕组240机械地联接。例如，电机端子250可与初级绕组240配合。电机端子250可与初级绕组240直接地或间接地(例如，经由导电配合)配合。图3、图4以及图6描绘与初级绕组240机械地联接的电机端子250。

电机端子250与电机端子250电耦合或处于电气连通中。如上文中指出的，电机端子250可由导电材料(例如，铜)形成。如将意识到的，初级绕组240也可由导电材料形成。因而，如果其中并入有歧管200的电机正作为马达操作，则电功率可如上所述地被指引到电机端子250，并且，在电机端子250和初级绕组240被电耦合时，电流可由电机端子250运载到初级绕组240。在初级绕组240与其相关联的次级绕组242处于电气连通中时，电功率也可被指引到次级绕组242。以此方式，电机端子250可操作成将从电气系统260(例如，其功率源)接收的电功率运载到初级绕组240。如果其中并入有歧管200的电机正作为发电机操作，则电功率可由初级绕组240收集并且由电机端子250运载到电气系统260，例如运载到其储能装置。以此方式，电机端子250可操作成将从初级绕组240接收的电功率运载到电气系统260，例如运载到其储能装置。

电机端子250也与电机端子250流体地联接或处于流体连通。因此，如果歧管200是入口歧管，则从电机端子250的第一端252沿着第一方向D1向下游流动到第二端254的冷却流体可流动到初级绕组240中，例如，如在图6中最好地显示的那样。中空初级绕组240可接收冷却流体，并且，该流体可沿着初级绕组240流动，以向其提供冷却。因而，在该示例性实施例中，冷却回路由初级绕组240限定或集成到初级绕组240中。

如果歧管200是出口歧管，则冷却流体离开初级绕组240并且流动到位于电机端子250的第二端254处的开口中。冷却流体继续从第二端254沿着第一方向D1向下游流动到电机端子250的第一端252。冷却流体可在位于电机端子250的第一端252处的开口处离开电机端子250。冷却流体可离开电机端子250并且可例如沿着冷却环路132向下游流动。

值得注意的是，电机端子250还向次级绕组242提供冷却流体(在歧管200是入口歧管时)或从次级绕组242收集冷却流体(在歧管200是出口歧管时)。特别地，如果歧管200是入口歧管，则从第一端252朝向第二端254沿着电机端子250向下游流动的冷却流体的部分流过由电机端子250限定的开口256。如上文中指出的，从第一端252朝向第二端254沿着电机端子250向下游流动的冷却流体的部分流经开口256并且流动到初级绕组240中，例如，以便向其提供冷却。流过开口256的冷却流体进入歧管200的室220，例如，如在图6中最好地显示的那样，并且分配到次级绕组242。冷却流体可流动到次级绕组242中，例如，如图5中所显示的那样，以向其提供冷却。

如果歧管200是出口歧管，则冷却流体离开次级绕组242并且进入歧管的室220。冷却流体通过开口256流动到电机端子250中。通过开口256进入电机端子250的冷却流体与从初级绕组240向下游流动的冷却流体混合。经混合的冷却流体朝向电机端子250的第一端252沿着第一方向D1向下游流动，并且通过位于第一端252处的开口离开电机端子250。冷却流体可流动到冷却剂系统。例如，如上文中指出的，冷却流体可离开电机端子250，并且可沿着冷却环路132向下游流动。

因此，参考图2而总结，在电机100的操作期间，冷却流体通过泵134来沿着冷却环路132移动。冷却流体可进入入口歧管140、150。入口歧管140、150可如图3至图6中所显示的那样构造。入口歧管可为非导电歧管或绝缘歧管。冷却流体通过其相应的电机端子进入歧管。冷却流体的部分通过由其相应的电机端子限定的开口向下游流动到歧管140、150的室中，并且最终流动到其相应的次级绕组中，例如，以向其提供冷却。中空次级绕组起到电机的冷却回路以及载流部件的作用。沿着相应的电机端子流动的冷却流体的部分流经其开口，并且流动到其相应的初级绕组中，例如，以向其提供冷却。中空初级绕组起到电机的冷却回路以及载流部件的作用。如将意识到的，初级绕组还可起到电机的激励部件的作用。冷却流体流过相应的初级绕组和次级绕组，并且最后流动到相应的出口歧管142、152中。出口歧管142、152可为非导电歧管或绝缘歧管。冷却流体可如本文中所描述的那样离开出口歧管，并且可向下游流动到泵134，在泵134中，冷却流体被再循环。可选地，冷却流体可流过沿着冷却环路132定位的一个或多个换热器136。值得注意的是，由于入口歧管140、150和出口歧管142、152两者为非导电歧管或绝缘歧管，因而尽管接收在公共点歧管处分配/收集的冷却流体，载流部件还是与彼此电脱离或隔离。

在本文中在图3至图6中描述并且图示并且如可应用于图2的电机100的歧管中的任何或全部的歧管200及其特征提供许多优点和益处。例如，尽管事实是运载冷却流体的冷却回路直接地集成到载流元件或绕组中，本文中所公开的歧管200还是允许电路和冷却系统的冷却流体的脱离。此外，本文中所公开的歧管200允许连接到给定的歧管的所有冷却回路的电独立性或隔离。即，本文中所描述的非导电歧管允许在直接地与冷却回路集成，而不使载流元件电结合在一起的载流元件之间的冷却流体(例如，油)的分配和收集。

此外，至少部分地由于电气上非导电的歧管及其相关联的特征以及这些特征的布置的原因，本文中所公开的歧管200可提供改进的形状-因数(form-factor)和重量减轻。而且，由于电机及其相关联的冷却系统的“有效的”导电区的最小化的原因，本文中所公开的歧管200可提供改进的包装安全性。另外，本文中所公开的歧管200可减少由于绕组的减小的传导路径长度而生成的电损失和热。这是如此，因为，由于歧管由非导电材料形成，因而提供电隔离器的需要被排除或大大地减少。

图7提供根据本公开的另一示例性实施例的电机的歧管200的透视图。除了如下文中所指出的之外，图7的歧管200以与图3至图6的歧管200相同的方式构造。

对于图7的所描绘的实施例，非导电歧管200限定电端子端口270和流体端子端口280。对于该实施例，电端子端口270和流体端子端口280两者由歧管200的第一壁210限定。电端子端口270由与第二壁212所限定的初级绕组端口232A相反的第一壁210限定。换而言之，电端子端口270由第一壁210限定，使得电端子端口270与由第二壁212限定的初级绕组端口232A对准。流体端子端口280由位于歧管200的第一端202与电端子端口270之间的第一壁210限定。然而，在其它实施例中，流体端子端口280可由位于其它适合的位置中(诸如，位于歧管200的电端子端口270与第二端204之间)的第一壁210限定。

电机端子250延伸通过电端子端口270、由歧管200限定的室220、以及多个绕组端口232中的一个(即，初级绕组端口232A)。对于该实施例，电机端子250是中空管状部件，并且在其第一端252处被覆盖，例如以防止冷却流体从电机端子250漏出。值得注意的是，对于该实施例，冷却流体在电机端子250的第二端254处或通过开口256(参见图4)进入/离开电机端子250。冷却流体并非通过电机端子250的第一端252进入或离开电机端子250。

如上所述的，电机端子250连接到初级绕组240，并且与初级绕组240处于电气连通中。电机端子250还例如经由电机端子250与系统端子262之间的连接与电气系统260处于电气连通中。以此方式，在电机作为发电机操作时，电机端子250可将电流从歧管200并入到的电机运载到电气系统260。在电机作为马达操作时，电机端子250可将从电气系统260接收的电流运载到初级绕组240。以此方式，歧管200并入到的电机的轴可围绕其旋转轴线被驱动或用马达驱动。

在该歧管是入口歧管时，流体端子端口280充当主入口，冷却流体通过其进入室220。实际上，流体端子端口280可充当唯一入口，冷却流体通过其进入室220。在该歧管是出口歧管时，流体端子端口280充当主出口，冷却流体通过其离开室220。在一些实施例中，流体端子端口280可充当唯一出口，冷却流体通过其离开室220。如图7中所显示的，递送导管282可连接到流体端子端口280。递送导管282可与冷却环路132处于流体连通。在其它实施例中，递送导管282可为冷却环路132的形成部分的部分。冷却流体可经由递送导管282递送到歧管200或从歧管200收集。

因此，对于图7的所描绘的实施例，冷却流体经由通用或流体端子端口280进入/离开歧管200，并且，电流经由电机端子250供应到初级绕组240或从初级绕组240收集，电流被电端子端口270接收。将关于图7而描述并且图示的歧管200及其特征并入的电机可具有在本文中考虑到关于图3至图6描述且图示的歧管而提供的相同或类似的优点和益处。

图8提供根据本公开的示例性实施例的电机的另一示例性歧管200的近视透视横截面视图。除了如下文中所指出的之外，图8的歧管200以与图3至图6的歧管200相同的方式构造。

对于图8的所描绘的实施例，歧管200划分成壳。特别地，对于该实施例，歧管200划分成第一壳206和第二壳208。第一壳206大体上包括第一壁210、侧壁214的部分以及第一端壁216和第二端壁218的部分(未在图8中显示)。第二壳208大体上包括第二壁212、侧壁214的部分以及第一端壁216和第二端壁218的部分(未在图8中显示)。第一壳206具有围绕第一壳206的周界延伸的第一凸缘207。类似地，第二壳208具有围绕第二壳208的周界延伸的第二凸缘209。第一凸缘207和第二凸缘209彼此连通地对准，并且可例如通过一个或多个紧固件来以适合的方式紧固在一起。将歧管划分成壳可有利地改进歧管200的可制造性。

壳206、208中的一个或两者可限定周界槽，密封元件可定位于周界槽中。例如，对于该实施例，第一壳206限定沿着第一壳206的周界延伸的周界槽203。密封元件205定位于周界槽203内，并且可操作成使位于歧管200的室220内的冷却流体密封。

图9提供根据本公开的示例性实施例的电机的又一示例性歧管200的近视透视横截面视图。除了如下文中所指出的之外，图9的歧管200以与图3至图6的歧管200相同的方式构造。

对于图9的所描绘的实施例，除了在该示例性实施例中，壳206、208不包括凸缘207、209之外，如在上文中参考图8而描述的，歧管200划分成第一壳206和第二壳208。对于该实施例，壳体300配合于歧管200上面，以将第一壳206和第二壳208夹紧在一起。如所显示的，壳体300划分成第一壳体壳306和第二壳体壳308。第一壳体壳306具有围绕第一壳体壳306的周界延伸的第一凸缘307。在其它实施例中，第一凸缘307不需要围绕第一壳体壳306的周界延伸。类似地，第二壳体壳308具有围绕第二壳体壳308的周界延伸的第二凸缘309。在其它实施例中，第二凸缘309不需要围绕第二壳体壳308的周界延伸。第一凸缘307和第二凸缘309彼此连通地对准，并且可例如通过一个或多个紧固件来以适合的方式紧固在一起。将壳体300划分成壳可有利地改进壳体300的可制造性，并且可使将壳体300到歧管200上的组装容易。

值得注意的是，第二壳体壳308限定一个或多个周界槽，密封元件可定位于其中。例如，对于该实施例，第二壳体壳306限定沿着第二壳体壳306的周界延伸的第一周界槽303A。第一密封元件305A定位于周界槽303A内，并且可操作成使已溢出歧管200并且在歧管200与壳体300之间泄漏的任何冷却流体密封。第二壳体壳306也限定沿着第二壳体壳306的周界延伸的第二周界槽303B。第二密封元件305B定位于周界槽303B内，并且可操作成使已溢出歧管200并且在歧管200与壳体300之间泄漏的任何冷却流体密封。

本书面描述使用示例来公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域中的任何技术人员能够实践本发明(包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何并入的方法)。本发明的可专利性范围由权利要求书定义，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例包括不异于权利要求书的字面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等同结构元件，则这样的其它示例旨在处于权利要求书的范围内。

本发明的另外的方面由以下的条款的主题提供：

1. 一种电机，包括：非导电歧管，其限定室；初级绕组，其与非导电歧管的室处于流体连通；一个或多个次级绕组，其与初级绕组处于电气连通中，并且与非导电歧管的室处于流体连通；以及电机端子，其延伸通过非导电歧管，并且与初级绕组联接。

2. 任何前述条款的电机，其中，非导电歧管限定端子端口和多个绕组端口，并且其中，电机端子延伸通过端子端口、室以及多个绕组端口中的一个。

3. 任何前述条款的电机，其中，一个或多个次级绕组在多个绕组端口中的相应的绕组端口处连接到非导电歧管。

4. 任何前述条款的电机，其中，电机端子限定一个或多个开口，冷却流体通过所述一个或多个开口在电机端子与非导电歧管的室之间流动。

5. 任何前述条款的电机，其中，电机端子与初级绕组配合。

6. 任何前述条款的电机，其中，电机端子与功率源处于电气连通中，电机端子可操作成将从功率源接收的电功率运载到初级绕组。

7. 任何前述条款的电机，其中，电机端子可操作成将沿着封闭环路流动的冷却流体运载到非导电歧管的室和初级绕组。

8. 任何前述条款的电机，进一步包括：轴，其可围绕旋转轴线旋转；转子，其可与轴一致地围绕旋转轴线旋转；以及定子，并且其中，初级绕组和一个或多个次级绕组是定子的绕组。

9. 任何前述条款的电机，进一步包括：轴，其可旋转围绕旋转轴线；转子，其可与轴一致地围绕旋转轴线旋转；以及定子，并且其中，初级绕组和一个或多个次级绕组是转子的绕组。

10. 任何前述条款的电机，其中，非导电歧管是入口歧管。

11. 任何前述条款的电机，其中，非导电歧管是出口歧管。

12. 一种电机，包括：非导电歧管，其限定室、端子端口以及多个绕组端口；初级绕组；一个或多个次级绕组，其连接到多个绕组端口中的相应的绕组端口，一个或多个次级绕组与初级绕组处于电气连通中，并且与室处于流体连通；以及电机端子，其延伸通过端子端口、室以及多个绕组端口中的一个，电机端子连接到初级绕组，并且与初级绕组处于电气连通中，并且可操作成接收冷却流体。

13. 任何前述条款的电机，其中，非导电歧管具有第一壁和与第一壁隔开的第二壁，并且其中，端子端口由第一壁限定，并且，多个绕组端口由第二壁限定。

14. 任何前述条款的电机，其中，电机端子是中空管状部件。

15. 任何前述条款的电机，其中，冷却流体流过多个次级绕组中的每个和初级绕组，并且其中，流过多个次级绕组中的每个和初级绕组的冷却流体彼此电隔离。

16. 任何前述条款的电机，其中，非导电歧管由非导电复合材料形成。

17. 一种电机，包括：非导电歧管，其限定室、流体端子端口、电端子端口以及多个绕组端口，冷却流体通过流体端子端口进入室；初级绕组；一个或多个次级绕组，其连接到多个绕组端口中的相应的绕组端口，一个或多个次级绕组与初级绕组处于电气连通中，并且与室处于流体连通；以及电机端子，其延伸通过电端子端口、室以及多个绕组端口中的一个，电机端子连接到初级绕组，并且与初级绕组处于电气连通中。

18. 任何前述条款的电机，其中，非导电歧管具有第一壁和与第一壁隔开的第二壁，并且其中，流体端子端口和电端子端口由第一壁限定，并且，多个绕组端口由第二壁限定。

19. 任何前述条款的电机，其中，多个绕组端口包括初级绕组端口，并且其中，初级绕组端口和电端子端口彼此对准。

20. 任何前述条款的电机，其中，电机端子限定一个或多个开口，冷却流体通过所述一个或多个开口在电机端子与歧管的室之间流动。

Claims (10)

1.一种电机，包括：

非导电歧管，其限定室；

初级绕组，其与所述非导电歧管的所述室处于流体连通；

一个或多个次级绕组，其与所述初级绕组处于电气连通中，并且与所述非导电歧管的所述室处于流体连通；以及

电机端子，其延伸通过所述非导电歧管，并且与所述初级绕组联接。

2.根据权利要求1所述的电机，其中，所述非导电歧管限定端子端口和多个绕组端口，并且其中，所述电机端子延伸通过所述端子端口、所述室以及所述多个绕组端口中的一个。

3.根据权利要求2所述的电机，其中，所述一个或多个次级绕组在所述多个绕组端口中的相应的绕组端口处连接到所述非导电歧管。

4.根据权利要求1所述的电机，其中，所述电机端子限定一个或多个开口，冷却流体通过所述一个或多个开口在所述电机端子与所述非导电歧管的所述室之间流动。

5.根据权利要求1所述的电机，其中，所述电机端子与所述初级绕组配合。

6.根据权利要求1所述的电机，其中，所述电机端子与功率源处于电气连通中，所述电机端子可操作成将从所述功率源接收的电功率运载到所述初级绕组。

7.根据权利要求6所述的电机，其中，所述电机端子可操作成将沿着封闭环路流动的冷却流体运载到所述初级绕组和所述非导电歧管的所述室。

8.根据权利要求1所述的电机，进一步包括：

轴，其可围绕旋转轴线旋转；

转子，其可与所述轴一致地围绕所述旋转轴线旋转；以及

定子，并且，

其中，所述初级绕组和所述一个或多个次级绕组是所述定子的绕组。

9.根据权利要求1所述的电机，进一步包括：

轴，其可围绕旋转轴线旋转；

转子，其可与所述轴一致地围绕所述旋转轴线旋转；以及

定子，并且，

其中，所述初级绕组和所述一个或多个次级绕组是所述转子的绕组。

10.根据权利要求1所述的电机，其中，所述非导电歧管是入口歧管。

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